Lower hybrid waves are expected to be used in a steady state reactor to produce current and to control the current profile and the stability of internal modes. In the ignition phase, however, the presence of energetic alpha particles may prevent wave-electron interaction, thus reducing the current drive efficiency. This is due to the very high birth energy of the alpha particles that may absorb much of the lower hybrid wave power. This unfavourable effect is absent at high frequencies (∼8 GHz for typical reactor parameters). Nevertheless, because of the technical difficulties involved in using such high frequencies, it is very important to investigate whether power absorption by alpha particles would be negligible also at relatively low frequencies. Such a study has been carried out on the basis of the quasi-linear theory of wave-alpha particle interaction, since the distortion of the alpha distribution function may enhance the radiofrequency absorption above the linear level. New effects have been found, such as local alpha concentration and acceleration. The model for alpha particles is coupled with a 1-D deposition code for lower hybrid waves to calculate the competition in the power absorption between alphas and electrons as the waves propagate into the plasma core for typical reactor (ITER) parameters. It is shown that at a frequency as low as 5 GHz, power absorption by alpha particles is negligible for conventional plasma conditions and realistic alpha particle concentrations. In more 'pessimistic' and severe conditions, negligible absorption occurs at 6 GHz.
低域混成波は、定常状態炉において電流を生成し、電流分布と内部モードの安定性を制御するために使用されることが期待されている。しかし、点火段階では、高エネルギーのアルファ粒子の存在が波と電子の相互作用を妨げ、電流駆動効率を低下させる可能性がある。これは、アルファ粒子の生成エネルギーが非常に高く、低域混成波のパワーの多くを吸収し得ることに起因する。この不利な効果は、高周波数(典型的な炉パラメータでは約8 GHz)では存在しない。それにもかかわらず、そのような高周波数の使用に伴う技術的困難のため、比較的低い周波数でもアルファ粒子によるパワー吸収が無視できるかどうかを調査することは非常に重要である。このような研究は、波とアルファ粒子の相互作用の準線形理論に基づいて実施された。なぜなら、アルファ粒子の分布関数の歪みが、線形レベルを超えて高周波吸収を増強する可能性があるからである。局所的なアルファ粒子の濃縮や加速などの新たな効果が見出された。アルファ粒子のモデルは、低域混成波の1次元堆積コードと結合され、波が典型的な炉(ITER)パラメータのプラズマ中心部へ伝播する際の、アルファ粒子と電子の間のパワー吸収の競合を計算する。5 GHzという低い周波数では、従来のプラズマ条件および現実的なアルファ粒子濃度において、アルファ粒子によるパワー吸収は無視できることが示されている。より「悲観的」で厳しい条件下では、6 GHzで無視できる吸収が生じる。